Lớp phủ PVD và CVD

Việc lựa chọn lớp phủ chính xác sẽ giúp tăng cao tuổi thọ dao, giảm thời gian gia công, và độ chính xác của sản phẩm cao.

Bài viết này chúng tôi sẽ cùng các bạn đi tìm hiểu về ứng dụng lớp phủ PVD và CVD nó quan trọng như thế nào trong ngành dụng cụ cắt gọt kim loại và làm thế nào để chọn được lớp phủ PVD và CVD phù hợp cho gia công sản xuất.

 

1. Phủ PVD là gì?

PVD = Physical Vapor Deposition – Bốc hơi lắng đọng Vật lý

Quá trình PVD diễn tiến theo các bước:

  • Bốc hơi kim loại – evaporation ( kim loại điện cực- Target ):đây là bước mà  kim loại chuyển từ thể rắn ( solid phase ) sang thể hơi ( vapor phase) .

Ở giai đoạn này các nguyên tử kim loại điện cực – (target ) Titannium (Ti), Zirconium(Zr) , chrome(Cr)…  tách rời khỏi điện cực do sự hội tụ năng lượng nguồn tại  điểm catot (cathode -spot), điểm catot di chuyển trên bề mặt catot  làm cho nó phá vỡ liên kết tinh thể ,tan chảy và bốc hơi, những nguyên tử  kim loại Ti,Zr, Cr….  va chạm với các điện tử và các ion khác hiện hữu trong môi trường plasma để trở thành những ion Ti+Zr+, Cr+… và Ti++,Zr++,Cr++

  • Vận chuyển ( transportation) :là quá trình các ion Ti+Zr+, Cr+… và Ti++Zr++,Cr++… dưới tác dụng của điện trường di chuyển thẳng  tiến tới sản phẩm cần mạ (substrat).
  • Phản ứng (Reaction) : là quá trình các ion kim loại điện cực Ti+,Zr+, Cr+… và Ti++Zr++,Cr++…  vận chuyển kết hợp với các ion của khí ,hỗn hợp khí  tạo ra màu sắc  lớp phủ. Tương ứng với các phản ứng tạo ra các hợp chất khác nhau cho ra các màu sắc khác nhau trong quá trình mạ PVD.
  • Lắng đọng (deposition) : là quá trình lắng đọng các hợp chất kim loại – khí  (TiN, TiCN, ZrN, CrN,CrC…)  để tạo ra lớp phủ trên bề mặt sản phẩm.  

Như vậy tóm tắt lại: thì quá trình PVD (physical- vapor- deposition) được diễn ra qua 4 giai đoạn : bốc hơi –vận chuyển –phản ứng và lắng đọng, Quá trình này diễn ra trong môi trường chân không , plasma , các phản ứng diễn tiến theo chu kỳ nhất định , mang đậm các tính chất  vật lý , Nên được gọi là bốc hơi – lắng đọng vật lý hay là quá trinh PVD

qua-trinh-phu-PVD
Quá trình phủ PVD

 

2. Phủ CVD là gì?

CVD =  Chemical Vapor deposition – phủ lắng đọng hơi hóa học

Phương pháp bay hơi lắng đọng hóa học (CVD) là tạo ra một lớp màng mỏng nhờ liên kết dưới dạng khuếch tán, là kết quả của phản ứng giữa các pha khí với bề mặt được nung nóng.
Sản phẩm cuối cùng được tạo ra là một lớp màng phủ cứng và chịu mài mòn có liên kết rất mạnh với vật liệu nền. CVD nhiều khi cúng được gọi là phương pháp phủ nóng, bởi các quá trình được thực hiện ở nhiệt độ 19000F.

Với lý do đó, các quá trình xử lý nhiệt chân không, phủ bề mặt cũng được phát triển cho các phần tử làm bằng thép dụng cụ.

qua-trinh-phu-cvd
Quá trình phủ CVD

 

3. Ứng dụng của lớp phủ PVD và CVD

Việc phủ PVD và CVD giúp dao cụ tăng độ cứng, chống mài mòn và biến dạng nhiệt. Vì vậy ứng dụng của PVD và CVD là không thể thiếu, nó có thể giúp cho tuổi thộ dao tăng lên 4-10 lần.

Các lớp phủ phổ biến sử dụng công nghệ phủ PVD và CVD hiện này như: TiN, TiCN, TiALN, TiC, DLC,..

Với mỗi lớp phủ này sẽ có độ cứng, khả năng chịu nhiệt sẽ khác nhau.

cac-lop-phu-pvd-va-cvd-pho-bien
Các lớp phủ PVD và CVD phổ biến

 

Nói tóm lại để chọn được lớp phủ phù hợp cần lưu ý:

  • Vật liệu nền (vật liệu dao)  :là Thép gió hay Carbide
  • Ứng dụng ra công              : Gia công tinh hay thô, có va đập hay không.
  • Vật liệu gia công                : Thép, inox, nhôm.. sẽ sử dụng lớp phủ khác nhau

 

Link download tài liệu về lớp phủ PVD và CVD

http://ocw.snu.ac.kr/sites/default/files/NOTE/5482.pdf

Tin Liên Quan